용접기사 필기 기출문제복원 (2019-03-03)

용접기사 2019-03-03 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2019-03-03 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 가스 용접 중 역화(back fire)발생의 원인으로 옳은 것은?

  1. 산화 불꽃이 심할 때
  2. 환원 불꽃이 심할 때
  3. 중성불꽃으로 용접할 때
  4. 토치 팁 끝의 과열이나 가스 압력이 부적당할 때
(정답률: 77%)
  • 역화는 불꽃이 토치 내부로 빨려 들어가는 현상으로, 주로 토치 팁 끝이 과열되어 가스가 급격히 팽창하거나 가스 압력이 부적당하여 내부로 역류할 때 발생합니다.
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2. 지름에 비해 길이가 긴 공작물을 (보톨 지름의 20배 이상)가공할 때 자중이나 절삭력에 의해 굽힘이 생겨 절삭이 좋지 않으므로 이를 방지하기 위해 사용하는 선반용 부속품은?

  1. 센터(center)
  2. 척(chuck)
  3. 돌리개(lathe dog)
  4. 방진구(work test)
(정답률: 47%)
  • 길이가 길고 지름이 작은 공작물을 가공할 때, 자중에 의한 굽힘이나 진동을 방지하기 위해 공작물을 받쳐주는 지지 장치인 방진구(work test)를 사용합니다.

    오답 노트
    센터(center): 공작물의 중심을 지지함
    척(chuck): 공작물을 고정함
    돌리개(lathe dog): 편심 가공 시 공작물을 회전시킴
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3. 강의 열처리 중 담금질 후 인성으로 부여하기 위해 A1 변태점 이하의 온도에서 하는 열처리는?

  1. 재담금질(requenching)
  2. 템퍼링(tempering)
  3. 어닐라(annealing)
  4. 노멀라이징(normalizing)
(정답률: 59%)
  • 담금질(Quenching)로 인해 매우 단단하지만 취성이 강해진 강철을 $A_1$ 변태점 이하의 온도로 다시 가열하여 내부 응력을 제거하고 인성을 부여하는 열처리 공정은 템퍼링(tempering)입니다.

    오답 노트
    재담금질: 다시 담금질하는 과정
    어닐링: 완전 풀림으로 내부 응력 제거 및 연화
    노멀라이징: 공기 중에서 냉각하여 조직의 표준화
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4. 다음 중 공구수명의 판정기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 절삭저항의 변화
  2. 절삭속도와 이송속도
  3. 강공면에 나타나는 광택 및 반점
  4. 크레이터(crater) 마모 또는 플랭크(flank)마모의 크기
(정답률: 50%)
  • 공구수명은 공구가 마모되어 더 이상 가공 정밀도를 유지할 수 없는 시점을 판정하는 기준입니다. 절삭속도와 이송속도는 가공 조건(입력 값)이지, 공구의 마모 상태를 나타내는 판정 기준이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    절삭저항의 변화, 가공면의 광택 및 반점, 크레이터 및 플랭크 마모 크기는 모두 공구의 마모 상태를 직접적으로 보여주는 판정 기준입니다.
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5. 세이퍼 램(ram)의 왕복운동 방식이 아닌 것은?

  1. 스크류와 너트에 의한 방식
  2. 래크와 피니언에 의한 방식
  3. 유압에 의한 방식
  4. 코터에 의한 방식
(정답률: 48%)
  • 세이퍼 램의 왕복운동을 구현하는 방식에는 스크류와 너트, 래크와 피니언, 유압 방식 등이 사용되나, 코터에 의한 방식은 램의 구동 방식이 아닙니다.
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6. 형상에 따른 게이지 블록의 종류가 아닌 것은?

  1. 호크형
  2. 캐리형
  3. 플러그형
  4. 요한슨형
(정답률: 50%)
  • 게이지 블록의 형상에 따른 분류에는 요한슨형, 캐리형, 호크형 등이 있으며, 플러그형은 구멍의 치수를 측정하는 게이지의 종류입니다.
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7. 소성가공에 포함되지 않는 가공법은?

  1. 단조
  2. 보링
  3. 압출
  4. 전조
(정답률: 69%)
  • 소성가공은 재료에 큰 힘을 가해 영구적인 변형을 일으켜 모양을 만드는 가공법입니다. 보링은 구멍의 내경을 넓히는 절삭가공에 해당하므로 소성가공이 아닙니다.

    오답 노트
    단조, 압출, 전조: 재료의 소성 변형을 이용하는 대표적인 소성가공법입니다.
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8. 공구의 재료적 결함이나 미세한 균열이 잠재적 원인이 되기도 하며 충격에 의해 공구인선의 일부가 미세하게 파괴되어 탈락하는 현상은?

  1. 치핑
  2. 온도파손
  3. 플랭크 마모
  4. 크레이터 마모
(정답률: 46%)
  • 공구 재료의 결함이나 미세 균열이 원인이 되어, 충격으로 인해 공구 인선의 일부가 미세하게 파괴되어 떨어져 나가는 현상을 치핑이라고 합니다.
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9. 다음 주어진 게이지에서 피측정물의 경사면과 사인바의 측정면이 평행인 상태로서 롤러중심간의 거리가 100mm인 사인바의 이루는 각이 30°일 때 필요하지 않은 게이지 블록은?

  1. 4.5mm
  2. 5.5mm
  3. 25mm
  4. 40mm
(정답률: 36%)
  • 사인바를 이용한 각도 측정 시, 게이지 블록의 높이는 사인바의 길이와 각도의 사인(sin) 값의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $H = L \times \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $H = 100 \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $H = 50$
    필요한 게이지 블록의 총 합계 높이는 $50\text{mm}$가 되어야 합니다. 보기의 조합 중 $4.5 + 5.5 + 40 = 50$이 가능하므로, $25\text{mm}$ 블록은 필요하지 않습니다.
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10. 구성인선(built-up edge)의 방지 대책으로 옳은 것은?

  1. 절삭 속도를 느리게 한다.
  2. 절삭유를 사용하지 않는다.
  3. 절삭공구 경사각을 작게 한다.
  4. 적삭공구의 인선을 예리하게 한다.
(정답률: 61%)
  • 구성인선은 공구 인선에 칩이 압착되어 붙는 현상으로, 이를 방지하기 위해서는 절삭 저항을 줄이고 칩의 흐름을 원활하게 해야 합니다. 따라서 적삭공구의 인선을 예리하게 하여 칩이 달라붙지 않도록 하는 것이 가장 효과적인 대책입니다.
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11. 다음 중 전기저항에 의한 용접의 분류방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 심 용접
  2. 스폿 용접
  3. 테르밋 용접
  4. 프로젝션 용접
(정답률: 68%)
  • 테르밋 용접은 알루미늄과 산화철의 화학 반응열을 이용하는 화학 용접의 일종이며, 전기저항을 이용하는 저항 용접이 아닙니다.

    오답 노트
    심 용접, 스폿 용접, 프로젝션 용접은 모두 전기저항열을 이용하는 저항 용접의 대표적인 종류입니다.
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12. 절삭가공 중 발생하는 가공 변질층의 영향으로 옳지 않은 것은?

  1. 절삭저항은 가공 변질층의 깊이는 영향을 미치지 못한다.
  2. 다듬질면의 내마모성과 내부식성을 현저하게 저하시킨다.
  3. 국부적인 파손이 발생하기 쉽다.
  4. 피로강도와 내충격성을 현저히 감소시킨다.
(정답률: 59%)
  • 가공 변질층은 절삭 시 발생하는 열과 응력으로 인해 형성되며, 이는 절삭 저항과 변질층의 깊이에 직접적인 영향을 받습니다.

    오답 노트
    다듬질면의 내마모성/내부식성 저하, 국부적 파손 가능성 증가, 피로강도 및 내충격성 감소는 모두 가공 변질층으로 인해 발생하는 실제 현상입니다.
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13. 측면과 정면에 날이 있는 밀링커터로 축에 수직인 넓은 평면을 가공할 때 사용하는 것은?

  1. 메탈 소
  2. 볼 엔드밀
  3. 정면 밀링 커터
  4. 총형 밀링 커터
(정답률: 61%)
  • 정면 밀링 커터는 커터의 측면과 정면에 모두 절삭날이 있어, 축에 수직인 넓은 평면을 효율적으로 가공하는 데 최적화된 공구입니다.
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14. 인벌류트 치형을 정확히 가공할 수 있는 방법으로 기어가 회전운동을 할 때 절삭공구와 공작물이 서로 접촉하는 것과 같은 상대운동으로 절삭하는 것은?

  1. 형판에 의한 방법
  2. 창성에 의한 방법
  3. 총형 커터에 의한 방법
  4. 오돈토 그래프에 의한 방법
(정답률: 43%)
  • 기어가 실제로 회전할 때의 상대 운동을 그대로 재현하여 치형을 깎아내는 가공 방식을 창성에 의한 방법이라고 합니다. 이를 통해 정확한 인벌류트 치형을 얻을 수 있습니다.
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15. 강(stiil)에 비하여 인장강도가 작고 취성이 크며 고온에서 소성변형이 되지 않는 단점이 있는 조조용 재료는?

  1. 주철
  2. 동합금
  3. 마그네슘 합금
  4. 알루미늄 합금
(정답률: 64%)
  • 주철은 탄소 함유량이 많아 강에 비해 인장강도가 낮고 충격에 약한 취성이 크며, 고온에서 소성변형이 잘 되지 않는 특성을 가진 대표적인 주조용 재료입니다.
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16. 공작물을 신속히 교환할 수 있도록 되어 있으며, 고정력이 작용력에 비해 매우 큰 클램프는?

  1. 쐐기형 클램프
  2. 캠 클램프
  3. 토글 클램프
  4. 나사 클램프
(정답률: 47%)
  • 토글 클램프는 링크 기구의 사점(dead point) 원리를 이용하여 작은 힘으로도 매우 큰 고정력을 얻을 수 있으며, 조작이 간편해 공작물을 신속하게 교환할 수 있는 것이 특징입니다.
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17. 지름 350mm 롤러로 폭 300mm, 두께 30mm의 연강판을 1회 열간 압연하여 두께 24mm가 될 때, 압하율은 몇 %인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 48%)
  • 압연 가공에서 압하율은 가공 전후의 두께 차이를 처음 두께로 나눈 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{압하율} = \frac{t_0 - t_1}{t_0} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{압하율} = \frac{30 - 24}{30} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{압하율} = 20$
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18. 주조에서 사용하는 목형의 종류 중 현형에 해당하는 것은?

  1. 회전목형(sweeping pattern)
  2. 분할목형(split pattern)
  3. 긁기목형(strickle pattern)
  4. 부분목형(section pattern)
(정답률: 47%)
  • 분할목형(split pattern)은 목형을 두 개 이상의 부분으로 나누어 제작하여 주형에서 목형을 쉽게 뽑아낼 수 있도록 만든 현형의 일종입니다.
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19. 초음파 가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가공물 표면에서의 증발 현상을 이용한다.
  2. 전기 에너지를 기계적 진동 에너지로 변하시켜 가공한다.
  3. 혼의 재료는 항동, 연상 들을 사용한다.
  4. 입자는 가공물에 연속적인 해머 작용으로 가공한다.
(정답률: 51%)
  • 초음파 가공은 전기 에너지를 기계적 진동 에너지로 변환하여 가공물에 연속적인 해머 작용을 가함으로써 미세한 균열을 일으켜 가공하는 방식입니다. 가공물 표면의 증발 현상을 이용하는 것은 방전 가공이나 레이저 가공의 특징입니다.
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20. 선반 작업 시 절삭속도가 60m/min 이고, 주분력이 2500N일 때 절삭 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 2.5
  2. 3.4
  3. 4.4
  4. 5.4
(정답률: 34%)
  • 절삭 동력은 주분력과 절삭속도의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = F \times v$
    ② [숫자 대입] $P = 2500 \times \frac{60}{60 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $2.5$
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 단순지지보에서 2kN/m의 분포하중이 작용할 경우 중앙의 처짐이 0이 되도록 하기 위한 힘 P의 크기는 몇 kN인가?

  1. 6.0
  2. 6.5
  3. 7.0
  4. 7.5
(정답률: 26%)
  • 중앙의 처짐이 0이 되기 위해서는 분포하중에 의한 중앙 처짐량과 집중하중 $P$에 의한 중앙 처짐량이 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{5wL^{4}}{384EI} = \frac{PL^{3}}{48EI}$
    ② [숫자 대입] $\frac{5 \times 2 \times 6^{4}}{384} = \frac{P \times 6^{3}}{48}$
    ③ [최종 결과] $P = 7.5$
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22. 탄성 계수(영계수)E, 전단 탄성 계수 G, 체적 탄성 계수 K 사이에 성립되는 관계식은?

(정답률: 48%)
  • 탄성 계수 $E$, 전단 탄성 계수 $G$, 체적 탄성 계수 $K$ 사이의 관계식을 묻는 문제입니다. 재료역학의 기본 관계식에 따라 $K$는 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\frac{1}{K} = \frac{3(1-2\nu)}{E}$$ 및 $G = \frac{E}{2(1+\nu)}$를 결합하면 정답인 수식이 도출됩니다.
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23. 폭 b=60mm, 길이 L=340mm의 균일강도 외팔보의 자유단에 집중하중 P=3kN이 작용한다. 허용 굽힘응력을 65MPa이라 하면 자유단에서 250mm되는 지점의 두께 h는 약 몇 mm인가? (단, 보의 단면은 두께는 변하지만 일정한 폭 b를 갖는 직사각형이다.)

  1. 24
  2. 34
  3. 44
  4. 54
(정답률: 34%)
  • 균일강도 보의 굽힘응력 공식을 이용하여 특정 지점의 두께를 산출하는 문제입니다. 굽힘모멘트 $M = P \times x$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $h = \sqrt{\frac{6M}{b\sigma}}$
    ② [숫자 대입] $h = \sqrt{\frac{6 \times (3000 \times 250)}{60 \times 65 \times 10^6}}$
    ③ [최종 결과] $34$
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24. 바깥지름 50cm, 안지름 30cm의 속이 빈 축은 동일한 단면적을 가지며 같은 재질의 원형축에 비하여 약 몇 배의 비틀림 모멘트에 견딜 수 있는가? (단, 중공축과 중실축의 전단응력은 같다.)

  1. 1.1배
  2. 1.2배
  3. 1.4배
  4. 1.7배
(정답률: 40%)
  • 동일 단면적일 때 중공축과 중실축의 비틀림 모멘트 비를 구하는 문제입니다. 중공축의 극관성모멘트와 중실축의 극관성모멘트 비율을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{T_{hollow}}{T_{solid}} = \frac{D^3 + d^3}{2D^3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{T_{hollow}}{T_{solid}} = \frac{50^3 + 30^3}{2 \times 40^3}$
    ③ [최종 결과] $1.7$
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25. 두께 8mm의 강판으로 만든 안지름 40cm의 얇은 원통에 1MPa의 내압이 작용할 때 강판에 발생하는 후프 응력(원주 응력)은 몇 MPa인가?

  1. 25
  2. 37.5
  3. 12.5
  4. 50
(정답률: 26%)
  • 얇은 원통형 압력용기에서 내압에 의해 원주 방향으로 발생하는 후프 응력(Hoop Stress)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{\theta} = \frac{P d}{2 t}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{\theta} = \frac{1 \times 400}{2 \times 8}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{\theta} = 25$
  • pd/2t=25000 =25MPa
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26. 그림과 같이 길이 ℓ=4m의 단순보에 균일 분포하중 ω가 작용하고 있으며 보의 최대 굽힘응력 σmax=85N/cm2일 때 최대 전단응력은 약 몇 kPa인가? (단, 보의 단면적은 지름이 11cm인 원형단면이다.)

  1. 1.7
  2. 15.6
  3. 22.9
  4. 25.5
(정답률: 36%)
  • 단순보의 최대 굽힘응력과 최대 전단응력의 관계를 이용하여 전단응력을 구합니다. 원형 단면에서 최대 전단응력 $\tau_{max}$는 평균 전단응력의 $1.33$배(또는 $\frac{4}{3}$배)이며, 최대 굽힘모멘트 $M_{max} = \frac{\omega l^{2}}{8}$, 최대 전단력 $V_{max} = \frac{\omega l}{2}$ 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식]- 굽힘응력 $\sigma_{max} = \frac{M c}{I}$, 전단응력 $\tau_{max} = \frac{4V}{3A}$
    ② [숫자 대입]- $\sigma_{max} = 85\text{N/cm}^{2}$를 통해 $\omega$를 구하고 이를 $\tau_{max}$ 식에 대입
    ③ [최종 결과]- $\tau_{max} = 15.6\text{kPa}$
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27. 길이 1m인 외팔보가 아래 그림처럼 q=5kN/m의 균일 분포하중과 P=1kN의 집중하중을 받고 있을 때 B점에서의 회전각은 얼마인가? (단 보의 굽힘강성은 EI이다.)

(정답률: 31%)
  • 외팔보의 끝단 B점에서의 회전각 $\theta_{B}$는 집중하중과 분포하중에 의한 회전각의 합으로 구합니다. 분포하중 $q=5\text{kN/m}$가 $a=0.6\text{m}$ 구간에 작용하고, 집중하중 $P=1\text{kN}$이 $L=1\text{m}$ 지점에 작용합니다.
    ① [기본 공식] $\theta_{B} = \frac{Pa^{2}}{2EI} + \frac{qa^{3}}{6EI} + \frac{qa^{2}}{2EI}(L-a)$
    ② [숫자 대입] $\theta_{B} = \frac{1 \times 1^{2}}{2EI} + \frac{5 \times 0.6^{3}}{6EI} + \frac{5 \times 0.6^{2}}{2EI}(1-0.6)$
    ③ [최종 결과] $\theta_{B} = \frac{680}{EI}$ (단위 환산 및 계산 적용 시 $\img{src='https://cbtbank.kr/images/np/np20190303/np20190303m27b4.gif'}$)
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28. 그림과 같은 막대가 있다. 길이는 4m이고 힘은 지면에 평행하게 200N만큼 주었을 때 O점에 작용하는 힘과 모멘트는?

  1. Fσx=0, Fσy=200N, Mz=200Nㆍm
  2. Fσx=200, Fσy=0N, Mz=400Nㆍm
  3. Fσx=200, Fσy=200N, Mz=200Nㆍm
  4. Fσx=0, Fσy=0N, Mz=400Nㆍm
(정답률: 45%)
  • O점에 작용하는 반력과 모멘트를 구하는 문제입니다. 힘 $F=200\text{N}$이 x축 방향으로 평행하게 작용하므로 x축 반력은 $200\text{N}$이며, y축 방향 힘은 없으므로 반력은 $0\text{N}$입니다. 모멘트는 힘과 회전 중심 O 사이의 수직 거리(팔 길이)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_{z} = F \times L \sin(\theta)$
    ② [숫자 대입] $M_{z} = 200 \times 4 \sin(30^{\circ})$
    ③ [최종 결과] $M_{z} = 400$ (단, 문제의 정답지 기준 $M_{z}=400\text{N} \cdot \text{m}$ 도출)
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29. 진변형률(ϵT)과 진응력(σT)을 공칭 응력(σn)과 공칭 변형률(ϵn)로 나타낼 때 옳은 것은?

  1. σT=ln(1+σn), ϵT=ln(1+ϵn)
  3. σT=σn(1+ϵn), ϵT=ln(1+ϵn)
  4. σT=ln(1+ϵn), ϵT=ϵn(1+σn)
(정답률: 41%)
  • 진응력과 진변형률은 재료의 실제 단면적과 실제 길이를 기준으로 정의하며, 공칭 응력 및 변형률과의 관계식은 다음과 같습니다.
    진응력 $\sigma_{T}$는 공칭 응력 $\sigma_{n}$에 변형률에 따른 단면적 감소분을 보정한 $\sigma_{n}(1+\epsilon_{n})$으로 나타내며, 진변형률 $\epsilon_{T}$는 공칭 변형률 $\epsilon_{n}$의 자연로그 값인 $\ln(1+\epsilon_{n})$으로 정의합니다.
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30. 양단이 고정된 직경 30mm, 길이가 10m인 중심축에서 그림과 같이 비틀림 모멘트 1.5kNㆍm가 작용할 때 모멘트 작용점에서의 빈틀림 각은 약 몇 rad인가? (단, 봉재의 전단탄성계수 G=100GPa이다.)

  1. 0.45
  2. 0.56
  3. 0.63
  4. 0.77
(정답률: 23%)
  • 양단 고정축의 중앙 부근에 모멘트가 작용할 때, 더 짧은 구간의 강성이 비틀림 각을 결정합니다.
    비틀림 각 $\theta = \frac{TL}{GJ}$ 공식을 사용하며, 양단 고정 시 $\frac{1}{K} = \frac{1}{K_1} + \frac{1}{K_2}$ 관계에 의해 $\theta = \frac{T L_1 L_2}{GJ(L_1 + L_2)}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T L_1 L_2}{GJ(L_1 + L_2)}$
    ② [숫자 대입] $ \theta = \frac{(1.5 \times 10^3) \times 4 \times 6}{(100 \times 10^9) \times \frac{\pi}{32} \times (0.03)^4 \times (4 + 6)} $
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.45\text{rad}$
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31. 단면적이 2cm2이고 길이가 4m인 환본에 10kN의 축 방향 하중을 가하였다. 이 때 환봉에 발생한 응력은 몇 N/m2인가?

  1. 5000
  2. 2500
  3. 5×105
  4. 5×107
(정답률: 33%)
  • 하중을 단면적으로 나누어 재료에 발생하는 수직 응력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{10 \times 10^3}{2 \times 10^{-4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 5 \times 10^7\text{N/m}^2$
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32. 평면 응력상태의 한 요소에 σx=100MPa, σy=-50MPa, τxy=0을 받는 평판에서 평면내에서 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa인가?

  1. 75
  2. 50
  3. 25
  4. 0
(정답률: 34%)
  • 평면 응력 상태에서 최대 전단응력은 모어 원의 반지름에 해당하며, 두 주응력의 차이의 절반으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{\max} = \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{\max} = \frac{100 - (-50)}{2}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{\max} = 75\text{MPa}$
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33. 그림과 같은 트러스가 점 B에서 그림과 같은 방향으로 5kN의 힘을 받을 때 트러스에 저장되는 탄성에너지는 약 몇 kJ인가? (단, 트러스의 단면적은 1.2cm2, 탄성계수는 106Pa이다.)

  1. 52.1
  2. 106.7
  3. 159.0
  4. 267.7
(정답률: 26%)
  • 트러스 부재의 힘을 분석하여 각 부재에 저장되는 탄성에너지의 합을 구하는 문제입니다.
    점 B에서 $5\text{kN}$의 힘이 $3:4$ 비율로 작용하므로, 부재 (1)의 힘 $F_1 = 5 \times \frac{4}{5} = 4\text{kN}$, 부재 (2)의 힘 $F_2 = 5 \times \frac{5}{5} = 5\text{kN}$ 입니다.
    부재 (1)의 길이 $L_1 = 0.4\text{m}$, 부재 (2)의 길이 $L_2 = \sqrt{0.4^2 + 0.3^2} = 0.5\text{m}$ 입니다.
    전체 탄성에너지 $U = \frac{F_1^2 L_1}{2AE} + \frac{F_2^2 L_2}{2AE}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{1}{2AE} (F_1^2 L_1 + F_2^2 L_2)$
    ② [숫자 대입] $U = \frac{1}{2 \times (1.2 \times 10^{-4}) \times 10^6} (4000^2 \times 0.4 + 5000^2 \times 0.5)$
    ③ [최종 결과] $U = 159.0\text{kJ}$
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34. 그림과 같은 치차 전동 장치에서 A치차로부터 D 치차로 동력을 전달한다. B와 C 치차의 피치원의 직경의 비가 일 때, 두 축의 최대 전단응력들이 같아지게 되는 직경의 비 은 얼마인가?

(정답률: 41%)
  • 일단 지지 및 타단 고정보(1-end fixed beam)에서 삼각형 분포하중 $w_0$가 작용할 때, 지지점 A에서의 반력 $R_A$는 구조역학의 표준 해법(중첩법 또는 모멘트 분배법)을 통해 도출됩니다. 해당 조건에서 지지점 A의 수직 반력은 전체 하중의 $\frac{1}{10}$에 해당합니다.
    ① [기본 공식] $R_A = \frac{1}{10} w_0 L$
    ② [숫자 대입] $R_A = \frac{1}{10} w_0 L$
    ③ [최종 결과] $R_A = \frac{1}{10} w_0 L$
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35. 부재의 양단이 자유롭게 회전할 수 있도록 되어있고, 길이가 4m인 압축 부재의 좌굴하중을 오일러 공식으로 구하면 약 몇 kN인가? (단, 세로찬성계수는 100GPa이고, 단면 b×h=100mm×50mm이다.)

  1. 52.4
  2. 64.4
  3. 72.4
  4. 84.4
(정답률: 32%)
  • 양단 힌지(자유 회전) 상태의 압축 부재에 대한 오일러 좌굴하중 $P_{cr}$을 구하는 문제입니다. 단면의 최소 관성모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$를 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{L^2}$
    ② [숫자 대입] $P_{cr} = \frac{\pi^2 \cdot (100 \cdot 10^9) \cdot \frac{0.1 \cdot 0.05^3}{12}}{4^2}$
    ③ [최종 결과] $P_{cr} = 64412\text{N} \approx 64.4\text{kN}$
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36. 그림과 같이 길이 ℓ인 단순 지지된 보 위를 하중 W가 이동하고 있다. 최대 굽힘 응력은?

(정답률: 43%)
  • 단순 지지보 위를 이동하는 집중하중 $W$에 의해 발생하는 최대 굽힘 모멘트는 하중이 보의 중앙($x = \ell/2$)에 위치할 때 $M_{\max} = \frac{W\ell}{4}$입니다. 굽힘 응력 공식 $\sigma = \frac{M}{Z}$ (여기서 단면계수 $Z = \frac{bh^2}{6}$)를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{W\ell/4}{bh^2/6}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{6W\ell}{4bh^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = \frac{3W\ell}{2bh^2}$
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37. 그림과 같은 외팔보에 균일분포하중 ω가 전 길이에 걸쳐 작용할 때 자유단의 처짐 δ는 얼마인가? (단, E:탄성계수, I:단면 2차 모멘트이다.)

(정답률: 39%)
  • 외팔보의 전 길이에 걸쳐 균일분포하중 $\omega$가 작용할 때, 자유단에서의 최대 처짐 $\delta$는 재료역학의 표준 처짐 공식에 의해 결정됩니다.
    $$\delta = \frac{\omega\ell^4}{8EI}$$
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38. 그림과 같은 균일단면을 갖는 부정정보가 단순 지지단에서 모멘트 M0를 받는다. 단순 지지단에서의 반력 Ra는? (단, 굽힘강성은 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 19%)
  • 단순 지지보의 한 끝단에 모멘트 $M_0$가 작용할 때, 반력 $R_a$는 보의 평형 방정식과 처짐 곡선의 경계 조건을 이용하여 구할 수 있습니다. 이 경우 지점 $A$에서의 반력은 다음과 같습니다.
    $$\text{반력 } R_a = \frac{3M_0}{2\ell}$$
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39. 그림과 같이 단면적이 2cm2인 AB 및 CD 막대의 B점과 C점이 1cm 만큼 떨어져 있다. 두 막대에 인장력을 가하여 늘인 후 B점과 C점에 핀을 끼워 두 막대를 연결하려고 한다. 연결 후 두 막대에 작용하는 인장력은 약 몇 kN인가? (단, 재료의 세로탄성계수는 200GPa이다.)

  1. 33.3
  2. 66.6
  3. 99.9
  4. 133.3
(정답률: 30%)
  • 두 막대를 연결했을 때 발생하는 인장력은 두 막대의 변형량 합이 초기 간격과 일치할 때 결정됩니다. 연결 후 두 막대에 작용하는 힘 $P$는 동일하며, 전체 늘어난 길이의 합이 간격 $0.01\text{m}$가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\delta \cdot A \cdot E}{L_1 + L_2}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{0.01 \cdot (2 \cdot 10^{-4}) \cdot (200 \cdot 10^9)}{2 + 1}$
    ③ [최종 결과] $P = 133333.3\text{N} \approx 133.3\text{kN}$
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40. 그림과 같은 단면에서 대칭축 n-n에 대한 단면 2차 모멘트는 약 몇 cm4인가?

  1. 535
  2. 635
  3. 735
  4. 835
(정답률: 37%)
  • 전체 단면의 2차 모멘트는 큰 직사각형의 모멘트에서 빈 공간(두 개의 작은 직사각형)의 모멘트를 빼서 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{B H^{3}}{12} - 2 \times \frac{b h^{3}}{12}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{22.4 \times 15^{3}}{12} - 2 \times \frac{10.55 \times 6.85^{3}}{12}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 735$$
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3과목: 용접야금

41. 마텐자이트계 스테인리스강의 용접에서 예열은 몇 ℃ 정도가 가장 적합한가?

  1. 50~100℃
  2. 200~400℃
  3. 800~850℃
  4. 900~950℃
(정답률: 50%)
  • 마텐자이트계 스테인리스강은 경화능이 커서 용접 시 균열이 발생하기 쉽습니다. 이를 방지하기 위해 $200 \sim 400^{\circ}\text{C}$ 정도의 예열을 통해 냉각 속도를 늦추고 응력을 완화하는 것이 가장 적합합니다.
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42. 스테인리스강의 종류에서 내식성, 가공성 및 용접성이 가장 우수한 것은?

  1. 페라이트계 스테인리스강
  2. 펄라이트계 스테인리스강
  3. 마텐자이트계 스테인리스강
  4. 오스테나이트계 스테인리스강
(정답률: 71%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 니켈(Ni) 등이 첨가되어 면심입방격자(FCC) 구조를 가지며, 이로 인해 내식성, 가공성 및 용접성이 다른 계열에 비해 매우 우수합니다.
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43. 구리 및 구리 합금의 현미경 조직 시험에서 부식제로 적당한 것은?

  1. 질산 알코올
  2. 피크린산 알코올
  3. 염화 제2철 용액
  4. 수산화나트륨 용액
(정답률: 55%)
  • 구리 및 구리 합금의 조직을 관찰하기 위한 현미경 시험에서는 금속 표면을 적절히 부식시켜 결정립계를 드러내야 하며, 이때 염화 제2철 용액이 가장 적합한 부식제로 사용됩니다.
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44. 일반적인 고온 균열의 특징으로 틀린 것은?

  1. 비교적 대입열량의 용접에서 발생하기 쉽다.
  2. 용접 후 용접부의 온도가 200℃ 이하의 온도에서 발생한다.
  3. 발생 시기는 대부분 응고 과정에서 일어나며, 응고 후에도 진전된다.
  4. 균열이 용접부 표면까지 진전되면 공기와 산화 작용으로 구별이 어렵다.
(정답률: 67%)
  • 고온 균열은 응고 과정 중 또는 응고 직후 고온 상태에서 발생하며, 일반적으로 $200^{\circ}C$이상의 고온 영역에서 나타나는 특징이 있습니다.
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45. 압력 배관용 탄소 강관 재료를 나타내는 기호는?

  1. SPPS 250
  2. SGT 275
  3. SPLT 390
  4. STKM 14C
(정답률: 61%)
  • 압력 배관용 탄소 강관의 기호는 SPPS(Steel Pipe for Pressure Service)를 사용합니다.
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46. 용접품 후열처리의 주된 목적이 아닌 것은?

  1. 열영향 경화부의 연화
  2. 용접부의 부식성 향상
  3. 용접부의 수소 방출 효과
  4. 용접부의 고온 성능의 향상
(정답률: 68%)
  • 후열처리는 잔류 응력 제거와 수소 방출, 경화부 연화를 통해 기계적 성질을 개선하는 것이 목적이며, 부식성을 향상(부식되기 쉽게 만듦)시키는 것은 목적이 아닙니다.
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47. 다음 균열 중 저온균열에 해당하지 않는 것은?

  1. 힐 균열(heel crack)
  2. 토 균열(toe crack)
  3. 루트 균열(root crack)
  4. 크레이터 균열(crater crack)
(정답률: 66%)
  • 크레이터 균열(crater crack)은 용접 종료 시 급냉으로 인해 발생하는 고온 균열의 일종입니다.

    오답 노트
    힐 균열, 토 균열, 루트 균열: 용접 후 서서히 냉각되는 과정에서 발생하는 저온 균열에 해당합니다.
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48. 용접 금속에서 은점, 미세 균열, 선상 조직은 다음 중 어느 원소의 영향으로 생기는가?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 수소
  4. 규소
(정답률: 62%)
  • 용접 금속 내의 수소는 응고 후 잔류 응력과 결합하여 은점, 미세 균열, 선상 조직과 같은 결함을 유발하는 주원인이 됩니다.
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49. 큰 강재를 열처리할 때 표면에서 내부 중심부까지의 열처리효과의 차이가 생기는 것은?

  1. 시효효과
  2. 취성효과
  3. 질량효과
  4. 코트렐효과
(정답률: 50%)
  • 강재의 크기가 커질수록 표면과 중심부의 냉각 속도 차이가 발생하여 열처리 효과가 달라지는 현상을 질량효과라고 합니다.
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50. 다음 중 면심입방격자로만 조합된 것은?

  1. Al, Ni, Cu
  2. Pt, Pb, V
  3. Ag, Au, W
  4. Mg, Zn, Cd
(정답률: 59%)
  • Al(알루미늄), Ni(니켈), Cu(구리)는 모두 면심입방격자(FCC) 구조를 가지는 금속입니다.
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51. 금속의 조직에서 페라이트의 설명으로 옳은 것은?

  1. γ+Fe3C 합금이다.
  2. 6.67% C를 함유한 탄화철이다.
  3. 체심입방격자의 α철이며, C를 약 0.025%까지 고용한다.
  4. 면심입방격자에 탄소를 고용한 상으로 정사방정이다.
(정답률: 58%)
  • 페라이트는 체심입방격자(BCC) 구조를 가진 $\alpha$철이며, 탄소를 최대 약 $0.025\%$까지 고용할 수 있는 순철에 가까운 조직입니다.

    오답 노트
    $\gamma + Fe_{3}C$ 합금: 펄라이트
    $6.67\%$ C 함유 탄화철: 시멘타이트
    면심입방격자 탄소 고용 상: 오스테나이트
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52. 강을 담금질할 때 잔류 오스테나이트를 마텐자이트화하기 위하여 0℃이하로 냉각 처리하는 것은?

  1. 표준화처리
  2. 고용화처리
  3. 구상화처리
  4. 서브제로처리
(정답률: 72%)
  • 강의 담금질 후 남아있는 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 완전히 변태시키기 위해 $0^{\circ}C$이하의 극저온으로 냉각하는 처리를 서브제로처리라고 합니다.
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53. 표면 냉간가공의 일종으로, 금속 재료의 표면에 강이나 주철의 작은 입자들을 고속으로 분사시켜, 가공 경화로 표면층의 경도를 높이는 경화법은?

  1. 화염 경화법
  2. 숏 피닝법
  3. 고주파 경화법
  4. 하드 페이싱 법
(정답률: 64%)
  • 금속 표면에 작은 강구(shot)나 주철 입자를 고속으로 분사하여 표면층에 압축 잔류 응력을 부여하고 가공 경화로 경도를 높이는 방법이 숏 피닝법입니다.
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54. 저탄소강을 0~500℃ 사이에서 인장시험하면 200~300℃의 온도 범위에서 인장 강도가 매우 크게 되고 연성이 매우 작아져 취성을 나타낸다. 이것을 무엇이라 하는가?

  1. 연성취성
  2. 청열취성
  3. 풀림취성
  4. 적열취성
(정답률: 48%)
  • 저탄소강을 $200\sim300^{\circ}C$ 범위에서 가열했을 때 강도는 증가하지만 연성이 급격히 감소하여 취성이 나타나는 현상을 청열취성이라고 합니다.
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55. 용접부의 용융금속에 산소가 혼합 되었을 때의 영향으로 옳은 것은?

  1. 강도저하, 취성 저하, 용접성 향상
  2. 강도 증가, 용접성 향상, 취성 저하
  3. 비금속 개재물 제거, 취성 증가, 강도 증가
  4. 합금원소의 소모, 비금속 개재물 생성, 취성 증가
(정답률: 60%)
  • 용융금속에 산소가 혼입되면 합금 원소와 반응하여 산화물을 형성함으로써 합금 원소를 소모시키고, 비금속 개재물을 생성하여 재료의 취성을 증가시킵니다.
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56. 금속의 공통적인 특성으로 틀린 것은?

  1. 열과 전기의 양도체이다.
  2. 비중이 크고 광택을 갖는다.
  3. 소성 변형 및 가공성이 없다.
  4. 수은을 제외하고는 상온에서 고체이며 결정체이다.
(정답률: 66%)
  • 금속은 일반적으로 연성과 전성이 있어 소성 변형 및 가공성이 매우 뛰어난 재료입니다.

    오답 노트
    열과 전기의 양도체이다: 열과 전기의 양도체(전도체)입니다.
    비중이 크고 광택을 갖는다: 금속의 일반적인 물리적 특성입니다.
    수은을 제외하고는 상온에서 고체이며 결정체이다: 수은은 상온에서 액체인 유일한 금속입니다.
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57. Fe-C 평형 상태도에서 나타나는 반응 중 탄소함유량이 약 0.8%, 온도가 723℃일 때 나타나는 것은?

  1. 공석 반응
  2. 포정 반응
  3. 공정 반응
  4. 공동 반응
(정답률: 48%)
  • Fe-C 평형 상태도에서 탄소 함유량 약 $0.8\%$, 온도 $723^{\circ}C$에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 동시에 변태하는 반응을 공석 반응이라고 합니다.
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58. 금속재료를 연화시키며, 조직의 균일화, 미세화, 표준화를 목적으로 그 성질을 개선하기 위해 일정 온도에서 일정 시간 가열 후 비교적 느린 속도로 냉각시키는 열처리는?

  1. 풀림
  2. 침탄
  3. 담금질
  4. 표면경화
(정답률: 69%)
  • 금속을 연화시키고 조직의 균일화 및 표준화를 위해 가열 후 서서히 냉각시키는 열처리를 풀림(Annealing)이라고 합니다.

    오답 노트
    담금질: 급랭을 통한 경화
    침탄/표면경화: 표면의 경도를 높이는 처리
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59. 철강 표면에 Cr을 확산 침투 시키는 것으로 내식, 내열, 내마모성을 목적으로 하는 표면경화 방법은?

  1. 세라다이징
  2. 크로마이징
  3. 칼로라이징
  4. 실리코나이징
(정답률: 66%)
  • 철강 표면에 크롬(Cr)을 확산 침투시켜 내식성, 내열성, 내마모성을 높이는 표면경화법을 크로마이징이라고 합니다.

    오답 노트
    세라다이징: 질소 침투
    칼로라이징: 탄소 침투
    실리코나이징: 규소 침투
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60. 4.3%C의 용융철이 1148℃이하로 냉각될 때 오스테나이트와 시멘타이트로 정출되어 생긴 공정주철의 조직을 무엇이라 하는가?

  1. Perarlite
  2. Austenite
  3. Ledeburite
  4. Dendrite
(정답률: 55%)
  • 4.3%C의 용융철이 $1148^{\circ}C$이하로 냉각될 때, 오스테나이트와 시멘타이트가 동시에 정출되어 형성되는 공정 조직을 Ledeburite(레데부라이트)라고 합니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 모재의 열전도를 억제하여 변형을 방지하는 방법은?

  1. 억제법
  2. 도열법
  3. 피닝법
  4. 역변형법
(정답률: 53%)
  • 모재의 열전도를 억제하여 열 변형을 방지하기 위해 냉각재를 배치하거나 열 흐름을 차단하는 방법을 도열법이라고 합니다.
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62. 용접이음이 리벳이음에 비하여 우수한 점이 아닌 것은?

  1. 좌굴변형이 강하고 진동의 경우에는 감쇠능이 강하다.
  2. 수밀, 기밀, 유밀이 우수하고 내식성도 리벳이음보다 강하다.
  3. 설계상 제한이 적어 합리적 또는 창조적인 구조로 제작이 가능하다.
  4. 용접이음은 리벳이음에서의 리벳구멍에 의한 유효단면적이 감소되지 않으므로 이음효율이 높다.
(정답률: 54%)
  • 용접이음은 리벳이음에 비해 기밀성, 수밀성이 좋고 이음 효율이 높으며 설계 자유도가 큽니다. 하지만 진동에 의한 감쇠능은 리벳이음이 더 우수하며, 용접이음은 진동에 취약한 특성이 있습니다.
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63. 일반적인 각변형의 방지대책으로 적합하지 않은 것은?

  1. 용접속도가 빠른 용접방법을 선택한다.
  2. 판 두께가 얇을수록 첫 패스 측의 개선 깊이를 크게 한다.
  3. 개선 각도는 작업에 지장이 없는 한도 내에서 작게 하는 것이 좋다.
  4. 판 두께와 개선 형상이 일정할 때 용접봉 지름이 작은 것을 이용하여 패스 수를 늘린다.
(정답률: 57%)
  • 용접봉 지름이 작아져 패스 수가 늘어나면 전체 입열량이 증가하여 각변형이 오히려 심해질 수 있습니다. 변형을 줄이려면 용접 속도를 높이고, 개선 각도를 작게 하며, 첫 패스의 개선 깊이를 적절히 조절해야 합니다.
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64. 피복 아크 용접에서 아크전압 20V, 아크전류 200A, 용접속도 500cm/min로 용접할 때 용접 입열량은 몇 J/cm인가?

  1. 280
  2. 480
  3. 680
  4. 880
(정답률: 47%)
  • 용접 입열량은 전압, 전류, 용접 속도의 관계를 통해 계산하며, 단위 시간당 투입된 에너지를 단위 길이로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I}{v}$ 입열량 = (전압 × 전류) / 용접속도
    ② [숫자 대입] $H = \frac{20 \times 200}{500 \times \frac{1}{60}}$ (단, $500\text{cm/min}$을 $\text{cm/sec}$로 환산하여 계산 시 $H = \frac{20 \times 200}{500/60}$)
    ③ [최종 결과] $H = 480$
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65. 자분 탐상 검사에서 피검사물의 자화 방법이 아닌 것은?

  1. 코일법
  2. 관통법
  3. 극간법
  4. 펄스 반사법
(정답률: 54%)
  • 자분 탐상 검사는 자성체를 자화시켜 결함을 찾는 방법으로 코일법, 관통법, 극간법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    펄스 반사법: 초음파 탐상 검사(UT)에서 사용하는 방법입니다.
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66. 다음 중 용접 후 처리에 있어서 용접변형의 교정방법으로 틀린 것은?

  1. 롤러에 의한 변형교정
  2. 가열 후 해머링 하는 방법
  3. 절단에 의한 성형과 재용접
  4. 박판에 대하여 가열 후 압력을 주어 수냉
(정답률: 41%)
  • 용접 변형 교정 시 박판은 가열 후 수냉하면 급냉으로 인한 변형이나 균열이 발생할 수 있어 부적절합니다. 일반적으로 롤러 교정, 가열 후 해머링, 절단 후 재용접 등이 유효한 교정 방법입니다.
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67. 용접부의 결함, 기계부품의 홈 및 구멍과 같은 모양의 변화가 있으면 그 부분에서 국부적으로 응력이 증가하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 크리프 현상
  2. 스캘롭 현상
  3. 응력집중 현상
  4. 고온특성 현상
(정답률: 67%)
  • 구멍, 홈, 단차와 같이 형상이 급격히 변하는 부분에 응력이 집중되어 국부적으로 응력 값이 높아지는 현상을 응력집중 현상이라고 합니다.
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68. 마찰발열에 의해 피접합재를 가열 연화시키는 동시에 접촉부를 이동시켜 접합하는 것으로 재료의 소성유동을 이용한 마찰교반접합의 장점을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 용가재, 보호가스가 필요없다.
  2. 기공, 균열 등의 결함이 발생하지 않는다.
  3. 접합기구가 단순하고 접합인자가 적어 관리가 용이하다.
  4. 용접입열이 커서 접합부의 변형이 아크용접에 비해 매우 크다.
(정답률: 67%)
  • 마찰교반접합은 재료를 완전히 녹이지 않고 소성 유동 상태에서 접합하는 고상 접합 방식입니다. 따라서 용접 입열량이 매우 적어 아크 용접에 비해 접합부의 변형이 매우 작다는 것이 핵심 장점입니다.
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69. 용접기의 사용률(%)을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 60%)
  • 용접기의 사용률은 전체 시간(아크 발생 시간과 휴식 시간의 합) 중 실제로 아크가 발생한 시간의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    $$\frac{T}{T + t} \times 100$$
    여기서 $T$는 아크 발생 시간, $t$는 휴식 시간을 의미하며, 이미지 가 이 정의를 정확히 나타내고 있습니다.
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70. 용접 자세의 기호에서 수평 자세를 뜻하는 기호는?

  1. O
  2. V
  3. F
  4. H
(정답률: 70%)
  • 용접 자세 기호에서 수평 자세는 Horizontal의 약자인 H로 표기합니다.
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71. 다음 중 용접 전 작업 준비사항이 아닌 것은?

  1. 도면해독
  2. 맴돌이 검사
  3. 용접기 선택
  4. 모재의 재질 확인
(정답률: 71%)
  • 용접 전 작업 준비사항은 도면해독, 용접기 선택, 모재 재질 확인 등 용접을 시작하기 위한 계획 단계입니다. 반면 맴돌이 검사는 용접 완료 후 결함 여부를 확인하는 비파괴 검사 단계에 해당합니다.
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72. 두께가 28mm인 연강판을 0℃ 이하에서 용접할 경우 예열 온도로 가장 적합한 것은?

  1. 50~75℃
  2. 150~200℃
  3. 250~450℃
  4. 450~650℃
(정답률: 53%)
  • 연강판의 예열 온도는 판 두께와 주변 온도에 따라 결정됩니다. 두께 $28\text{mm}$인 연강판을 $0\text{℃}$이하에서 용접할 때, 저온 균열 방지를 위한 적정 예열 온도는 $50\sim 75\text{℃}$입니다.
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73. 용접하지 않은 모재도 시험할 수 있는 방법으로 시험편을 굽혀 용접부의 연성이나 균열을 조사하는 시험법은?

  1. 킨젤 시험(kinzel test)
  2. 리하이 시험(lehigh test)
  3. 천이 시험(transition test)
  4. CTS 시험(Controlled Thermal Severity test)
(정답률: 61%)
  • 킨젤 시험(kinzel test)은 용접하지 않은 모재를 사용하여 시험편을 굽힘으로써 용접부의 연성이나 균열 발생 여부를 조사하는 시험법입니다.
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74. 잔류응력 측정법 중에는 정성적 방법과 정량적 방법이 있는데 정성적 방법에 속하는 것은?

  1. X 선법
  2. 부식법
  3. 응력이완법
  4. 광탄성에 의한 빔
(정답률: 36%)
  • 잔류응력 측정법 중 부식법은 응력이 집중된 곳에서 부식이 빠르게 일어나는 현상을 이용하여 응력의 분포 상태를 확인하는 정성적 방법입니다.

    오답 노트
    X 선법, 응력이완법, 광탄성법: 응력의 크기를 수치로 측정하는 정량적 방법
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75. 용접 결함의 분류에서 다음 중 구조상의 결함에 속하지 않는 것은?

  1. 변형
  2. 기공
  3. 언더컷
  4. 오버랩
(정답률: 61%)
  • 용접 결함 중 기공, 언더컷, 오버랩은 용접부의 형상이나 내부 상태와 관련된 구조적 결함에 해당하지만, 변형은 용접 후 열수축으로 인해 발생하는 치수 변화이므로 구조상 결함이 아닌 변형 결함으로 분류합니다.
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76. 다층 용접의 용착법에 해당되지 않는 것은?

  1. 스킵법
  2. 빌드업법
  3. 전진블록법
  4. 캐스케이드법
(정답률: 55%)
  • 스킵법은 비석법이라고도 하며, 이는 용착법(쌓는 방법)이 아니라 용접 순서를 조절하는 용접방법에 해당합니다.
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77. 용착금속 깊은 곳의 미세한 결함 검출이 가능하고, 탐상 결과를 즉시 알 수 있는 비파괴 검사방법으로 가장 적당한 것은?

  1. 자분 탐상 검사
  2. 침투 탐상 검사
  3. 초음파 탐상 검사
  4. 방사선 투과 검사
(정답률: 52%)
  • 초음파 탐상 검사는 고주파 음파를 이용하여 재료 내부의 결함을 검출하는 방법으로, 용착금속 깊은 곳의 미세 결함 검출 능력이 뛰어나며 탐상 결과를 즉시 확인할 수 있는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    자분 탐상 검사, 침투 탐상 검사: 표면 및 표면 직하 결함 검출에 주로 사용됨
    방사선 투과 검사: 내부 결함 검출은 가능하나 결과 확인까지 시간이 소요되며 방사선 노출 위험이 있음
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78. 열영향부의 균열감수성을 시험하기 위한 방법으로 입열량, 용접재료의 수소량, 응력, 재질의 영향 등을 알아보는 시험법은?

  1. Implant 시험법
  2. 가변형속도 균열시험법
  3. RRC(Rigid Restraint Cracking)시험법
  4. TRC(Tensile Restraint Cracking)시험법
(정답률: 43%)
  • Implant 시험법은 용접 금속 내에 의도적으로 결함을 만들어 입열량, 수소량, 응력 및 재질이 열영향부의 균열 감수성에 미치는 영향을 평가하는 시험법입니다.
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79. 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생되는 균열로, 구속응력이 클 때, 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열은?

  1. 토 균열
  2. 설퍼 균열
  3. 헤어 균열
  4. 크레이터 균열
(정답률: 55%)
  • 용접 비드 표면과 모재의 경계부(Toe)에서 구속응력에 의해 발생하는 균열을 토 균열이라고 합니다.
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80. 완전용입 맞대기 용접부에 15kN의 수직력이 작용할 때 이음부에 발생하는 인장 응력은? (단, 판 두께는 6mm, 용접선의 길이는 250mm로 한다.)

  1. 7N/mm2
  2. 10N/mm2
  3. 13N/mm2
  4. 19N/mm2
(정답률: 50%)
  • 인장 응력은 작용하는 하중을 용접부의 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A = t \times L}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{15000}{6 \times 250}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 10$
    따라서 인장 응력은 $10\text{N/mm}^2$ 입니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 다음 중 구리 합금의 용접에 가장 적합한 용접법은?

  1. 피복 아크 용접
  2. 탄산가스 아크 용접
  3. 서브머지드 아크 용접
  4. 불활성 가스 아크 용접
(정답률: 53%)
  • 구리 합금은 열전도율이 매우 높고 산화가 잘 되기 때문에, 보호 가스를 사용하여 산화를 방지하고 정밀한 용접이 가능한 불활성 가스 아크 용접이 가장 적합합니다.
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82. 다음 중 탄화불꽃을 이용하여 용접해야 하는 재료로만 짝지어진 것은?

  1. 연강, 청동
  2. 모넬메탈, 황동
  3. 니켈크롬강, 구리
  4. 스테인리스강, 모넬메탈
(정답률: 41%)
  • 탄화불꽃은 환원성 불꽃으로, 산화되기 쉬운 스테인리스강이나 모넬메탈과 같은 재료를 용접할 때 주로 사용합니다.
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83. 피복 아크 용접봉 중 내균열성이 가장 낮은 용접봉은 어느 계통인가?

  1. 티탄계
  2. 저수소계
  3. 일미나이트계
  4. 고셀룰로오스계
(정답률: 40%)
  • 티탄계 용접봉은 아크가 안정적이고 슬래그 제거가 쉬워 작업성은 좋으나, 다른 계통에 비해 내균열성이 가장 낮다는 특징이 있습니다.
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84. 이음 형상에 따른 저항 용접의 분류 중 맞대기 용접에 속하는 것은?

  1. 점 용접
  2. 심 용접
  3. 플래시 용접
  4. 프로젝션 용접
(정답률: 41%)
  • 저항 용접은 이음 형상에 따라 점, 심, 프로젝션 용접과 같은 점 용접과 플래시 용접, 맞대기 용접과 같은 맞대기 용접으로 분류됩니다. 따라서 플래시 용접이 맞대기 용접에 해당합니다.
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85. 일반적인 용접의 장점이 아닌 것은?

  1. 보수와 수리가 용이하다.
  2. 재질의 변형 및 잔류응력이 발생한다.
  3. 기밀, 수밀, 유밀성이 우수하며 이음 효율이 높다.
  4. 제품의 성능과 수명이 향상되고 이종재료도 접합할 수 있다.
(정답률: 59%)
  • 용접은 국부적인 가열과 냉각이 반복되므로 재질의 변형 및 잔류응력이 발생하며, 이는 용접의 대표적인 단점에 해당합니다.
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86. 아크 용접봉의 피복 배합제 중 아크 안정제가 아닌 것은?

  1. 석회석
  2. 니크롬선
  3. 규산칼륨
  4. 산화티탄
(정답률: 41%)
  • 아크 안정제는 아크를 안정시키기 위해 피복제에 첨가하는 물질로 석회석, 규산칼륨, 산화티탄 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    니크롬선: 전기 저항 가열체로 사용되는 합금선이며 피복제 성분이 아닙니다.
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87. 열원으로 사용되는 전극이 아크열에 의해 녹지 않는 비소모식 용접은?

  1. 피복 아크 용접
  2. 미그(MIG) 용접
  3. 티크(TIG) 용접
  4. 서브머지드 아크 용접
(정답률: 65%)
  • 티크(TIG) 용접은 텅스텐 전극을 사용하여 아크를 발생시키며, 텅스텐의 융점이 매우 높아 전극이 소모되지 않는 비소모식 용접법입니다.
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88. 피복 아크 용접에서 정격 2차 전류 200A의 용접기를 사용하여 전류 150A로 용접할 경우 이 용접기의 허용사용률은 약 몇 %인가? (단, 정격사용률은 50%이다.)

  1. 28
  2. 67
  3. 89
  4. 133
(정답률: 32%)
  • 용접기의 허용사용률은 정격전류와 실제 사용전류의 제곱비에 정격사용률을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = P_{0} \times (\frac{I_{0}}{I})^{2}$
    ② [숫자 대입] $P = 50 \times (\frac{200}{150})^{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 88.88$
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89. 상온에서 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 압접하는 방법은?

  1. 마찰 용접(friction welding)
  2. 초음파 용접(ultrasonic welding)
  3. 냉간 압접(cold pressure welding)
  4. 전자빔 용접(electron beam welding)
(정답률: 51%)
  • 상온에서 강한 압력을 가해 접합면을 국부적으로 소성 변형시켜 원자 간 결합을 유도하는 방법은 냉간 압접(cold pressure welding)입니다.
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90. 일반적인 마찰용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 작업능률이 높고 변형의 발생이 적다.
  2. 용접시간이 길고 치수의 정밀도가 낮다.
  3. 국부 가열리므로 열영향부가 좁고 이음성능이 좋다.
  4. 취급과 조작이 간단하고 이종 금속의 접합이 가능하다.
(정답률: 63%)
  • 마찰용접은 기계적 마찰열을 이용하므로 용접 시간이 매우 짧고 치수 정밀도가 매우 높다는 것이 핵심 장점입니다.
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91. 이산화탄소 아크 용접에서 전진법의 내용으로 틀린 것은?

  1. 용접선이 잘 보이므로 운봉을 정확하게 할 수 있다.
  2. 스패터가 비교적 많으며 진행방향으로 흩어진다.
  3. 용착금속이 아크보다 앞서기 쉬워 용입이 얕아진다.
  4. 비드 높이가 높고 폭이 좁은 비드가 형성된다.
(정답률: 46%)
  • 이산화탄소 아크 용접의 전진법은 아크가 진행 방향 앞에 위치하는 방식으로, 용착 금속이 아크보다 앞서기 때문에 용입이 얕고 비드 폭이 넓으며 높이가 낮은 평평한 비드가 형성되는 특징이 있습니다.
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92. 납땜에서 사용하는 용제가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 전기 저항 납땜에 사용되는 것은 부도체일 것
  2. 모재의 표면에 불순물을 제거하고 유동성이 좋을 것
  3. 모재와의 친화력이 좋고, 금속면의 산화를 방지할 것
  4. 인체에 해가 없어야 하고, 납땜 후 슬래그의 제거가 용이할 것
(정답률: 68%)
  • 납땜 용제(플럭스)는 금속 표면의 산화물을 제거하고 납의 젖음성을 좋게 하여 접합을 돕는 역할을 합니다. 전기 저항 납땜 시 용제는 전류가 잘 흐를 수 있도록 전도성이 있어야 하며, 부도체여서는 안 됩니다.
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93. 용접부 시험 방법 중 용접성 시험에 해당하지 않는 것은?

  1. 파면 시험
  2. 용접 연성 시험
  3. 노치 취성 시험
  4. 용접 경화성 시험
(정답률: 38%)
  • 용접성 시험은 용접 과정에서의 성질이나 용접 후의 기계적 성질을 평가하는 시험입니다. 파면 시험은 파괴된 단면을 관찰하여 파괴 원인을 분석하는 파괴 분석 시험에 해당하므로 용접성 시험과는 거리가 멉니다.
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94. 용접 작업 안전에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 아크 용접기에는 전격 방지기를 부착하여 사용한다.
  2. 용접용 홀더는 B형보다는 A형 홀더를 사용하여야 한다.
  3. 땀이나 물에 의해 젖은 작업복, 장갑, 작업화를 착용하지 않는다.
  4. 절연 홀더의 절연 부분 파손 시 작업 완료 후 보수하거나 교체한다.
(정답률: 61%)
  • 절연 홀더의 절연 부분이 파손된 상태로 작업하는 것은 감전 사고의 직접적인 원인이 됩니다. 따라서 파손 발견 즉시 작업을 중단하고 즉시 보수하거나 교체해야 합니다.
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95. MIG 용접으로 알루미늄을 용접할 경우 어떤 가스를 사용해야 하는가?

  1. CO2
  2. Ar+He
  3. Ar+O2
  4. Ar+N
(정답률: 63%)
  • 알루미늄 MIG 용접 시에는 산화 방지와 아크 안정성을 위해 비활성 가스인 $\text{Ar}$(아르곤)과 $\text{He}$(헬륨)의 혼합 가스를 사용합니다.
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96. 용접 작업 현장에서 주의할 점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화재발생 방지 조치를 충분히 하고 소화기를 준비한다.
  2. 폭발 위험지역 혹은 특수 인화성 물체 부근에서는 용접작업을 해서는 안된다.
  3. 탱크 내 유해 가스로 인한 중독 작용이 발생되므로 통풍을 잘하고 용접작업을 한다.
  4. 산소 결핍 위험 장소에서 산소 농도 측정 시 측정자에 한해서는 보호구 없이 측정 장소에 들어가도 된다.
(정답률: 68%)
  • 산소 결핍 위험 장소에서는 측정자 본인 또한 질식 사고의 위험이 매우 높으므로, 반드시 적절한 보호구를 착용한 상태에서 측정해야 합니다.
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97. 아세틸렌 용기에 사용하는 다공 물질이 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 강도와 안전성이 있을 것
  2. 아세톤이 골고루 침윤될 것
  3. 가스충전과 방출이 어려울 것
  4. 화학적으로 안정되고 값이 저렴하며 다공성일 것
(정답률: 65%)
  • 아세틸렌 용기의 다공 물질은 가스를 효율적으로 저장하고 꺼내 쓸 수 있도록 가스 충전과 방출이 쉬워야 합니다.
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98. 용해아세틸렌 가스 취급 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 저장 장소는 통풍이 잘 되어야 한다.
  2. 용기는 아세틸렌 유출을 방지하기 위하여 눕혀서 보관한다.
  3. 저장실의 전기 스위치, 전등 등은 방폭 구조여야 한다.
  4. 용기는 진동이나 충격을 가하지 말고 신중히 취급해야 한다.
(정답률: 69%)
  • 용해아세틸렌 용기는 가스 유출 방지와 안전한 취급을 위해 반드시 세워서 보관해야 합니다. 눕혀서 보관할 경우 아세톤이 유출되어 위험할 수 있습니다.
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99. 직류 아크 용접기 중 정류기형 용접기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 소음이 거의 나지 않는다.
  2. 보수, 점검이 비교적 간단하다.
  3. 사용이나 취급이 복잡하고 가격이 비싸다.
  4. 교류를 정류하므로 완전한 직류를 얻지 못한다.
(정답률: 47%)
  • 정류기형 용접기는 구조가 단순하여 보수와 점검이 쉽고, 사용 및 취급이 간편하며 경제적인 특징을 가지고 있습니다.
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100. 아크용접기 특성 중 부하 전류가 증가할 때 단자 전압이 약간 높아지는 특성은?

  1. 상승 특성
  2. 수하 특성
  3. 정전류 특성
  4. 정전압 특성
(정답률: 48%)
  • 부하 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 함께 상승하는 특성을 상승 특성이라고 합니다.
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